氧化物材料，特别是多组分氧化物材料在薄膜技术中得到了广泛的探索，是铟基材料中非常常见的一种。例如，导电铟锡氧化物(ITO)或半导体铟镓锌氧化物(IGZO)是触摸面板和显示器等数十亿美元产业的关键材料，满足了LG、夏普或三星等公司的需求。这些多组分氧化物材料的增加使用与它们迷人的特性有关，例如，通过改变它们的阳离子比例和/或组成阳离子来定制它们的特性的可能性。然而，铟基材料价格昂贵，因为这种元素的稀缺性，被欧盟确定为关键原材料。因此，需要探索替代材料，锌锡氧化物(ZTO)是最有前途的材料之一，它已经在薄膜技术中表现出了很好的性能。但是为了满足减小器件尺寸和寻找潜在新功能的趋势，这些材料也在纳米尺度上生产，通常以小晶体的形式。这些纳米晶体可以有不同的尺寸和形状，作为一维材料，如纳米线和纳米棒，特别有趣的是，它们允许沿着纳米结构的长度有效地传输电荷，这与电子应用非常相关。

图1所示。ZnSnO3纳米线的SEM图像。

除了材料的可持续性外，降低制造成本和环保方法也是在针对特定材料的工业实施时要考虑的最重要的因素。考虑到这一点，在CENIMAT/i3N (FCT-NOVA，葡萄牙)中，采用了一种低于200°C的简单低成本水热法来生产ZnSnO_3.纳米线。为了获得均匀和可重复性的方法，研究了合成过程中涉及的所有化学物理参数的影响，揭示了条件与所得ZTO纳米结构之间的明确关系。选择合适的前体是需要考虑的关键问题之一。在文献中，氯化锌是合成ZTO纳米结构最常用的锌前体之一，事实上，与醋酸锌相比，氯化锌可以获得更均匀的结果和更快的化学反应来生成纳米线。当需要一维纳米结构时，使用表面活性剂是很常见的，因为它们是导向剂，可以更容易地控制所需的形状。因此，观察到仅使用一定量的乙二胺(表面活性剂)ZnSnO_3.实现了纳米线。作为矿化剂的NaOH浓度也是一个重要的参数。它的影响在文献中已经众所周知，中间浓度得到ZTO，而SnO₂在较低和较高的浓度下优先得到氧化锌。压力也揭示了实现ZnSnO的重要性_3.相和均匀的结果，需要更高的压力(更高的体积)，因为ZnSnO_3.并不是中通系统中能量最有利的阶段。的ZnSnO_3.在200°C下合成24小时获得纳米线(图1)，观察到在200°C下至少需要12小时才能主要获得纳米线，而更长的合成时间(36小时)或更高的温度(220°C)导致ZnSnO分解_3.相成锌₂SnO₄和SnO₂．

为了展示这种材料的多功能能力，ZnSnO_3.纳米线已经被用于制造压电纳米发电机，提供高达120v和13µA的电压，足以点亮led和小型电子设备。此外，中通纳米结构还用于光催化、太阳能电池、传感器、电池、电阻开关存储器和晶体管。

ZnSnO_3.因此，纳米线是一种可持续的材料，可以通过低成本和工业可扩展的方法制造，在战略领域有多种应用。

Ana Rovisco, Rita Branquinho, Pedro Barquinha
中国理工大学新星科学技术学院材料科学系
里斯本新大学卡帕里卡校区CEMOP/UNINOVA，葡萄牙卡帕里卡2829-516

出版

无种层znsno3纳米线生长机理:物理参数的影响
藤原一，藤岛一，金森一，伊藤一
纳米材料(巴塞尔)。2019年7月11日

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